PMT 3404 Teminologia 2023

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Engenharia de Soldagem – EPUSP
LABORATÓRIO DE 
SOLDAGEM E 
JUNÇÃO 
EPUSP - PMT
 
1
PMT 3404 Soldagem e junção de materiais
Professor: Sérgio Duarte Brandi
ESCOLA POLITÉCNICA
DA UNIVERSIDADE 
DE SÃO PAULO
http://www4.usp.br/index.php
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Sumário da aula:
• Diferença entre soldagem/junção e rebitagem.
• Diferença entre soldagem e junção.
• Engenharia da soldagem:áreas envolvidas e aplicações.
• Terminologia:
– Diferença entre soldagem e solda.
– Poça de fusão.
– Cordão de solda, passe, camada.
– Diluição.
– Penetração.
– Posições de soldagem.
– Regiões da junta soldada.
– Descontinuidades e defeitos.
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1) INTRODUÇÃO.
• rebitagem * soldagem/junção:
– rebite: estanqueidade e peso do equipamento.
– SOLDAGEM/JUNÇÃO é um processo de fabricação de equipamentos e componentes.
(1o navio inteiramente soldado em 1921 produzido na Inglaterra)
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DIFERENÇA ENTRE SOLDAGEM E JUNÇÃO: 
SOLDAGEM
METAL (OU 
POLÍMERO)
METAL (OU 
POLÍMERO)
* CONTINUIDADE DAS PROPRIEDADES
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JUNÇÃO:
JUNÇÃO
MATERIAL 
MATERIAL
METAL/METAL
METAL/CERÂMICA
METAL/POLÍMERO
CERÂMICA/CERÂMICA
POLÍMERO/POLÍMERO
CERÂMICA/POLÍMERO
* CONTINUIDADE DA MATÉRIA
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ENGENHARIA DA SOLDAGEM/JUNÇÃO:
• ENGLOBA AS ÁREAS DE:
– engenharia elétrica.
– engenharia de estruturas.
– engenharia mecânica.
– engenharia metalúrgica e de materiais.
– engenharia química.
– engenharia de produção.
– física aplicada.
– química aplicada.
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CAMPO DE APLICAÇÃO:
• CONSTRUÇÃO:
– Naval
– Estruturas civis : pontes, edifícios, etc...
– Vasos de pressão
– Tubulações
– Usina hidroelétrica
– Química, petroquímica, papel e celulose
– Alimentícia
– Automobilística
– Aeronáutica e aeroespacial
– Eletrônica
– Metro e ferrovias
– Militar
– Nuclear
– Utensílios domésticos
• REPAROS E MANUTENÇÃO.
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2) TERMINOLOGIA. 
• diferença entre soldagem e solda: soldagem é a técnica utilizada para 
reunir duas ou mais partes de uma estrutura ou componente garantindo a 
continuidade da matéria. Solda é o resultado da operação de soldagem.
SOLDAGEM
SOLDA
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• poça de fusão: material fundido durante a soldagem por fusão. Na 
soldagem autógena é composta somente do metal de base fundido (não 
existe metal de adição). Na soldagem com adição a poça é composta do 
metal de base e do metal de adição fundidos.
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Soldagem autógena, homogênea (similar), 
heterogênea e dissimilar
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A B
C
Soldagem homogênea (similar): A = B = C
Soldagem autógena: A = B , C = 0
Soldagem heterogênea: A = B  C ou A  B = C
Soldagem dissimilar: A  B  C
A, B = metal base 
C = metal de adição 
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•metal de base: constitui as partes a serem soldadas.
•metal de adição: utilizado para a união das partes que serão soldadas: tipos 
mais comuns de metais de adição: eletrodo revestido, vareta, arame, eletrodo 
tubular.
•metal de solda: resultado da mistura entre o metal de base e o metal de 
adição que foram fundidos durante a soldagem.
•metal depositado: metal de adição fundido ou pedaços de arame.
 
Metal de solda
Metal de base
Metal de adição
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• passe: depósito de material obtido pela progressão de uma única poça de 
fusão.
• camada: depósito de um ou mais passes em um mesmo nível.
• cordão de solda: material depositado em uma ou mais camadas.
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• diluição: porção do metal de base no metal de solda. 100% de 
diluição é equivalente a um cordão de solda realizado sem adição 
(soldagem autógena); 0% de diluição significa que o metal de base não 
foi fundido durante a soldagem (brasagem e soldagem branda).
BASEDEMETALADIÇÃODEMETAL
BASEDEMETAL
DILUIÇÃO
..%..%
..%
+
=
0% de diluição = metal de base não funde. Exemplo: brasagem, 
soldagem branda e soldabrasagem.
100% diluição = soldagem sem metal de adição (autógena). Exemplo: 
TIG, plasma, laser, solda a ponto.
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• Penetração: profundidade final do cordão de solda com relação a 
espessura da chapa. 100% de penetração (ou penetração total) 
significa que a totalidade da espessura da chapa foi unida por um 
cordão de solda, independendo do número de passes e de camadas.
Espessura da 
chapa
Profundidade 
do cordão de 
solda
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 Tipos de juntas
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•junta: região onde duas ou mais peças serão soldadas. 
Tipos de juntas: junta de topo, junta em ângulo, junta de aresta, junta sobreposta.
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• preparação da junta: operação necessária para tornar a junta apta para 
soldagem. 
• chanfro: preparação efetuada nas bordas das chapas. As suas funções 
são: facilitar o acesso para soldagem, facilitar a soldagem e melhorara a 
qualidade da junta soldada. Tipos de chanfros: V, X, K, J e U.
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Terminologia de partes de preparação do chanfro.
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face da solda
margem da raiz
passes de acabamento
passe de raiz
reforço da face
margem da solda
passes de enchimento
reforço da raiz
Terminologia de partes do cordão de solda.
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• posições de soldagem/junção: plana, horizontal, vertical e sobre-cabeça.
Teto
Chão
Horizontal
Sobre-cabeça
Plana
Vertical
ascendente
Vertical
descendente
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Posição de soldagem e junção 
em geometria cilíndrica:
soldagem/junção longitudinal soldagem/junção circunferencial
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Posição de soldagem,
Solda longitudinal
Topo-a-topo
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Posição de soldagem,
Solda longitudinal
Junta de ângulo
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Posições de teste de junta topo-a-topo
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Posições de teste de junta de ângulo e junta sobreposta
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Posições de teste de junta de ângulo e junta sobreposta
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Posição de teste de junta topo-a-topo em tubos
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Tabela qualificação da posição para AWS D1.1
Especificação Procedimento de Soldagem
F = flat = plana
H = horizontal = horizontal
V = vertical = vertical
OH = over-head = sobre-cabeça
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Tabela qualificação da posição para AWS D1.1
Especificação Procedimento de SoldagemEngenharia de Soldagem – EPUSP
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Ângulo de deslocamento (ou de inclinação) e ângulo de 
trabalho: junta topo-a-topo
Ângulo de trabalho (work angle) = ângulo entre uma linha perpendicular à 
superfície maior da peça e um plano determinado pelo eixo do eletrodo (ER, AT, 
arame, eletrodo de tungstênio) e o eixo do cordão de solda.
Ângulo de deslocamento (travel angle) = ângulo entre o eixo do eletrodo (ER, 
AT, arame, eletrodo de tungstênio) e uma linha perpendicular ao eixo do cordão de 
solda, em um plano determinado pelo eixo do eletrodo e o eixo do cordão de solda.
Ângulo de deslocamento puxando (push angle) = ângulo de deslocamento 
quando o eletrodo é direcionado para a direção da progressão da soldagem.
Ãngulo de deslocamento empurrando (drag angle) = ângulo de deslocamento 
quando o eletrodo é direcionado contra a direção da progressão da soldagem.
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Ângulo de deslocamento (ou de inclinação) e 
ângulo de trabalho: junta de ângulo
puxandoempurrando
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Ângulo de deslocamento (ou de inclinação) e 
ângulo de trabalho: junta tubular
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Ângulo de trabalho (work angle) = ângulo 
entre uma linha perpendicular à superfície maior 
da peça e um plano determinado pelo eixo do 
eletrodo (ER, AT, arame, eletrodo de tungstênio) 
e o eixo do cordão de solda.
Ângulo de deslocamento (travel angle) = 
ângulo entre o eixo do eletrodo (ER, AT, arame, 
eletrodo de tungstênio) e uma linha 
perpendicular ao eixo do cordão de solda, em um 
plano determinado pelo eixo do eletrodo e uma 
linha tangente ao tubo no ponto de interesse.
Ângulo de deslocamento puxando (push 
angle) = ângulo de deslocamento quando o 
eletrodo é direcionado para a direção da 
progressão da soldagem.
Ãngulo de deslocamento empurrando (drag 
angle) = ângulo de deslocamento quando o 
eletrodo é direcionado contra a direção da 
progressão da soldagem.
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Soldagem com passe a ré
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Dimensões da solda em ângulo
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Dimensões da solda em ângulo
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•macrografia de uma junta soldada:
– zona fundida (ZF): região que foi fundida durante a 
soldagem (metal de solda).
– zona de ligação (ZDL): região da transição entre a zona 
fundida e o metal de base que permaneceu sólido.
– zona não misturada (ZNM) (unmixed zone): região muito 
estreita na zona fundida adjacente à zona de ligação, que 
solidificou sem que houvesse a mistura com o metal de solda 
restante.
– zona afetada pelo calor (ZAC): região do metal de base que 
foi aquecida acima de uma temperatura e sofreu mudanças 
microestruturais e/ou de propriedades mecânicas ou químicas.
– zona não afetada (ZNA): metal de base na condição como-
recebido.
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Energia de soldagem:
• Energia de soldagem ‘aporte de calor’
• Quantidade de energia por comprimento de cordão de solda (E).
• Calculada através do produto da tensão do arco (V) pela corrente de 
soldagem (I) e dividido pela velocidade de soldagem (v) e da eficiência de 
transmissão de calor ().
• Determina a distribuição de temperatura na peça.
v
V.I
ηE = [E] = J.m -1 Processo de soldagem Eficiência de transmissão de 
calor()
intervalo valor médio
Laser e feixe de elétrons 0,02-0,08 0,05
TIG (Argônio, Al) 0,22-0,46 0,40
TIG (Hélio, alumínio) 0,55-0,80 0,60
TIG (Argônio, aço) 0,25-0,75 0,40
MIG/MAG (Argônio, aço) 0,66-0,70 0,70
MIG/MAG (CO2, aço) 0,75-0,93 0,85
Eletrodo revestido (aço) 0,80-0,85 0,80
Arco submerso (aço) 0,91-0,99 0,95
Eficiência errada
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 História térmica
representa as condições de aquecimento e resfriamento da chapa 
durante a soldagem/junção. A história térmica é subdividida em 
repartição térmica e ciclos térmicos. Quando é realizada a 
qualificação de um procedimento de soldagem, esta é feita com 
uma dada história térmica.
• Quando se qualifica um procedimento 
de soldagem, a forma da história 
térmica é fixada e não deve variar 
quando da fabricação do componente.
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Como medir e determinar a história térmica 
(ciclos térmicos e repartição térmica):
•Chapa com dois termopares soldados em duas 
distâncias diferentes com relação a linha de centro do 
cordão de solda.
•A soldagem é feita com energia de soldagem, 
temperatura inicial da chapa (temperatura de pré-
aquecimento), espessura, processo e parâmetros de 
soldagem fixos.
•A chapa vem sendo aquecida com o deslocamento da 
fonte de calor e, quando esta estiver alinhada com a 
linha tracejada (perpendicular à linha de centro do 
cordão de solda), os termopares em 'a' e 'b' atingem 
suas temperaturas máximas (na realidade existe um 
pequeno intervalo de tempo para acontecer este fato). 
Após a fonte ultrapassar a linha tracejada, as 
temperaturas nos termopares começam a reduzir.
•O registro da temperatura em função do tempo de 
soldagem nos termopares 'a' e 'b' determinam o ciclo 
térmico em cada um dos dois termopares.
•A temperatura máxima nos dois termopares é 
diferente. Ela é maior para o termopar mais próximo do 
centro do cordão de solda. Tomando-se a temperatura 
máxima em cada ciclo térmico e sabendo-se a distância 
com relação à linha de centro do cordão, constrói-se a 
repartição térmica.
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• ciclo térmico: variação da temperatura em função do tempo em uma dada distância do 
centro do cordão de solda. Relacionado com as transformações de fase na zona afetada 
pelo calor. A tangente ao ciclo térmico em uma dada temperatura, representa a 
velocidade de resfriamento, que vai determinar a microestrutura para o ciclo térmico. 
Cada ciclo térmico pode determinar uma microestrutura na ZAC.
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• repartição térmica: variação da temperatura máxima em função da 
distância ao centro do cordão de solda. Relacionada com a extensão da 
zona afetada pelo calor.
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Definições relacionadas com a história térmica:
• Pré-aquecimento: aplicação de calor na peça antes de iniciar a soldagem. 
O pré-aquecimento pode ser em toda a peça ou apenas localizado em uma 
região determinada da peça. O objetivo principal do pré-aquecimento é 
reduzir a velocidade de resfriamento.
• Temperatura de pré-aquecimento: temperatura da chapa medida 
imediatamente antes de iniciar a soldagem.
• Temperatura interpasse: aplicado somente em soldagem multipasse. É a 
temperatura mínima ou máxima da região da solda antes de iniciar o passe 
seguinte. O objetivo principal da temperatura interpasse é evitar o 
aquecimento exagerado durante a soldagem.
• Pós-aquecimento: aplicação de calor na peça imediatamente após a 
soldagem. O objetivo principal do pós-aquecimento é remover parte do 
hidrogênio difusível. O pós-aquecimento não substitui o tratamento térmico 
pós-soldagem.
• Temperatura de pós-aquecimento: temperatura de aquecimento da 
peça após o término da soldagem. Geralmente seu valor é superior a 
temperatura de pré-aquecimento.
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Objetivo principal do pré-aquecimento no ciclo 
térmico:
Ciclos térmicos no mesmoponto, 
mantendo-se a energia de soldagem 
constante
Aumenta a Tmáx e reduz a velocidade de 
resfriamento na Tcrít.
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 O objetivo da temperatura interpasse:
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Relação entre ciclo térmico, repartição térmica, 
diagrama de fases e curva TTT
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Descontinuidades/Defeitos
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 Descontinuidades
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Defeitos: junta topo-a-topo
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Defeitos: junta de ângulo
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Diferença entre sitckout e extensão do eletrodo
TIG
MIG/MAG, AT, AS
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 Cobre junta cerâmico (backing)
Até 240A de corrente
• cerâmico
• metálico
• gasoso
• fita adesiva
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 Cobre junta metálico
http://www.gowelding.org/3G_MIG_Welding_Certification.html
3G
Removido para testes de qualificação
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Cobre-junta gasoso
Dispositivos para purga em tubos
150 a 900 mm (6 a 36 pol)50 a 300 mm (2 a 12 pol)
200 a 2100 mm (8 a 84 pol)
20m comprimento, 1 m de largura
Filme solúvel em água para purga
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Inserto consumíveis
Inserto consumível
Inserto consumível
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 Goivagem
http://www.twi.co.uk/content/jk12.html
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3) CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE 
SOLDAGEM.
REQUISITOS DOS PROCESSOS 
DE SOLDAGEM/JUNÇÃO:
•gerar uma quantidade de energia 
capaz de unir os dois materiais, 
similares ou não.
•remover ou evitar as contaminações 
superficiais durante o processo.
•promover fenômenos físico-químicos 
para promover a união das duas 
partes de tal maneira a propiciar um 
desempenho adequado da junta.
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Classificação dos processos de soldagem:
 tipo de fonte de energia
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Classificação dos processos de soldagem:
 natureza da junção
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Posição de soldagem, Solda circunferencial, 
Tubulação
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 Como determinar a posição de soldagem?
• Medir o ângulo da tubulação com relação à horizontal.
• Colocar o ângulo medido no desenho das posições em função do ângulo da tubulação.
• Identificar as posições de soldagem para o ângulo medido.
• Traçar um segmento de reta para cada posição de soldagem, de maneira a separar as 
diferentes posições de soldagem.
• Transladar a medida do segmento de cada posição para o eixo vertical da semi-
circunferência.
• Prolongar através de um segmento de reta horizontal as extremidades do segmento na 
vertical até encontrar a semi-circunferência.
• Marcar os pontos de intersecção.
• A partir da origem do eixo da semi-circunferência, traçar um segmento de reta que une a 
origem à intersecção no círculo.
• Medir o ângulo de cada segmento que define a posição de soldagem com um transferidor.
• Calcular METADE do perímetro do tubo (equivalente ao perímetro da semi-circunferência).
• Para cada ângulo calcular o comprimento do arco do círculo na metade do perímetro do 
tubo.
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80º
80º
20º
Demonstração do cálculo da posição da tubulação:
diâmetro de 10 pol e ângulo de 25º.
62
25º
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Cálculo dos comprimentos dos arcos em função do diâmetro 
do tubo:
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Marcação dos arcos no tubo:
64
80º 80º
160º
40º
 mm
 mm
 mm mm
 mm
Ponto de referência
	Slide 1: PMT 3404 Soldagem e junção de materiais
	Slide 2: Sumário da aula:
	Slide 3: 1) INTRODUÇÃO. 
	Slide 4: DIFERENÇA ENTRE SOLDAGEM E JUNÇÃO: 
	Slide 5: JUNÇÃO:
	Slide 6: ENGENHARIA DA SOLDAGEM/JUNÇÃO:
	Slide 7: CAMPO DE APLICAÇÃO: 
	Slide 8: 2) TERMINOLOGIA. 
	Slide 9
	Slide 10: Soldagem autógena, homogênea (similar), heterogênea e dissimilar
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15: Tipos de juntas
	Slide 16
	Slide 17: Terminologia de partes de preparação do chanfro.
	Slide 18: Terminologia de partes do cordão de solda.
	Slide 19
	Slide 20: Posição de soldagem e junção em geometria cilíndrica:
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23: Posições de teste de junta topo-a-topo
	Slide 24: Posições de teste de junta de ângulo e junta sobreposta
	Slide 25: Posições de teste de junta de ângulo e junta sobreposta
	Slide 26: Posição de teste de junta topo-a-topo em tubos
	Slide 27: Tabela qualificação da posição para AWS D1.1 Especificação Procedimento de Soldagem
	Slide 28: Tabela qualificação da posição para AWS D1.1 Especificação Procedimento de Soldagem
	Slide 29: Ângulo de deslocamento (ou de inclinação) e ângulo de trabalho: junta topo-a-topo
	Slide 30: Ângulo de deslocamento (ou de inclinação) e ângulo de trabalho: junta de ângulo
	Slide 31: Ângulo de deslocamento (ou de inclinação) e ângulo de trabalho: junta tubular
	Slide 32: Soldagem com passe a ré
	Slide 33: Dimensões da solda em ângulo
	Slide 34: Dimensões da solda em ângulo
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38: História térmica
	Slide 39: Como medir e determinar a história térmica (ciclos térmicos e repartição térmica):
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42: Definições relacionadas com a história térmica:
	Slide 43: Objetivo principal do pré-aquecimento no ciclo térmico:
	Slide 44: O objetivo da temperatura interpasse:
	Slide 45: Relação entre ciclo térmico, repartição térmica, diagrama de fases e curva TTT
	Slide 46: Descontinuidades/Defeitos
	Slide 47: Descontinuidades
	Slide 48: Defeitos: junta topo-a-topo
	Slide 49: Defeitos: junta de ângulo
	Slide 50: Diferença entre sitckout e extensão do eletrodo
	Slide 51: Cobre junta cerâmico (backing)
	Slide 52: Cobre junta metálico
	Slide 53: Cobre-junta gasoso Dispositivos para purga em tubos
	Slide 54: Inserto consumíveis
	Slide 55: Goivagem
	Slide 56: 3) CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM.
	Slide 57: Classificação dos processos de soldagem: tipo de fonte de energia
	Slide 58: Classificação dos processos de soldagem: natureza da junção
	Slide 59
	Slide 60
	Slide 61: Como determinar a posição de soldagem?
	Slide 62: Demonstração do cálculo da posição da tubulação: diâmetro de 10 pol e ângulo de 25º.
	Slide 63: Cálculo dos comprimentos dos arcos em função do diâmetro do tubo:
	Slide 64: Marcação dos arcos no tubo: